Учёные нашли гены, отвечающие за продолжительность жизни

Генетики из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и исследовательского центра продолжительности жизни JenAge из Йены (Германия), исследовав гены трёх различных организмов, обнаружили у них гены, отвечающие за старение. Эти гены оказались ортологами – то есть, у всех организмов они появились путём наследования от общего предка. В том числе, упомянутые гены присутствуют и у человека.

В поисках нужных генов исследователям пришлось порыться в «стогу» из 40000 различных генов. В качестве подопытных организмов были взяты любимые генетиками черви-ниматоды C. elegans, рыбки данио-рерио и лабораторные мыши. Сравнительный поиск генов осуществлялся по критериям старения. Генетики хотели узнать, какие из большого числа генов одинаково регулируются во всех организмах на разных стадиях старения.

Повышенная или пониженная регуляция генов характеризуется соответственно увеличением или уменьшением клеточных компонентов вроде РНК и протеинов. Когда количество РКН увеличено, ген очень активен. Уменьшенное количество РНК характеризует низкую активность генов.

Из этих данных путём статистического анализа учёные попытались вычленить гены, регулировавшиеся сходным образом в трёх различных организмах – червей, рыб и мышей. Было выявлено порядка 30 генов, повышенная активность которых оказалась значительно связанной с процессом старения.

Блокировав десяток из найденных генов у червей-ниматод, учёные обнаружили, что это увеличило продолжительность жизни червей минимум на 5%. Затем было установлено, что блокирование одного гена, bcat-1, увеличивает продолжительность жизни ниматод в среднем на 25%.

bcat-1 переносит код одноимённого фермента, разлагающего т.н. аминокислоты с разветвлёнными боковыми цепями. Это аминокислоты лейцин, изолейцин и валин, имеющие особенное строение, и необходимые для жизнедеятельности человека. Они должны поступать в организм с пищей. Среднее содержание этих аминокислот в пищевых белках составляет 20—25 %. Хотя большая часть аминокислот перерабатывается в печени, аминокислоты с разветвлёнными боковыми цепями подвергаются распаду в других органах и тканях, включая скелетные мышцы, сердце, нейроны, жировую ткань и почки.

Задержка активности гена bcat-1 заставляет указанные аминокислоты накапливаться в тканях, что вызывает каскад различных клеточных сигналов, приводящих в итоге к увеличению продолжительности жизни червей. Интересно, что увеличение продолжительности жизни сопровождалось увеличением и периода, в который существа были здоровыми. Этот вывод был сделан при помощи измерения таких характеристик, как количество возрастной пигментации, скорость перемещения червей и частота размножения.

Генетики уверены, что поскольку эти три десятка генов присутствуют у всех живых существ, то и процессы старения протекают у всех них по схожим сценариям. Пока опыты на людях учёными не проводились, но они уже планируют такие эксперименты в ближайшем будущем.

По очевидным причинам, простое измерение продолжительности жизни испытуемых не подойдёт в качестве параметра эксперимента. В связи с этим биологи разрабатывают набор характеристик, которые позволят оценить эффект новой терапии. Это могут быть уровень сахара, холестерина в крови, или же какие-то другие параметры.

Добавление аминокислот с разветвлёнными боковыми цепями в еду также увеличивает продолжительность жизни, и в данный момент уже используется для лечения проблем с печенью и в качестве биоактивной добавки для спортсменов. Однако целью исследования является не простое увеличение продолжительности жизни, приводящего лишь к ускорению старения населения и увеличению количества возрастных болезней. Учёные пытаются увеличить длительность того периода, в котором человек остаётся относительно здоровым.